[发明专利]一种聚醚大单体及其制备方法和应用

说明书

本发明提供的一种聚醚大单体及其制备方法和应用，方法为：1)以含有活泼氢的不饱和醇和氧化烯烃为原料，在催化剂作用下，氮气条件下，加热下开环聚合，得到聚氧乙烯醚单体中间体；2)再和催化剂混合，氮气条件下，连续通入氧化烯烃，进料完毕后进行熟化和脱气处理，即得聚氧乙烯醚单体；3)再加入氨基甲酸苄酯，加热下进行反应，得到甲酰胺封端的聚醚大单体；4)加入取代磺酰异氰酸酯，加热进行反应，降温后调节pH，得到聚醚大单体。与现有技术相比，本发明通过对聚醚分子进行枝化封端，在不饱和聚醚中引入含氨基甲酸酯和磺酰脲的结构，使用该方法合成的聚醚大单体制备的聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、保坍性能好等优点。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种聚醚大单体及其制备方法和应用。

背景技术

混凝土作为一种建筑材料被广泛应用于土木工程中，而聚羧酸减水剂作为现代混凝土的第五组分，已成为混凝土中必不可少的一种组分，在混凝土生产技术中起到核心作用。聚羧酸减水剂的主要原料为不饱和聚醚，其是由烯丙醇、甲基烯丙醇、异戊烯醇等为原料直接和环氧乙烷阴离子聚合反应得一定分子量的聚醚单体，该类聚醚合成的减水剂减水率一般较高，然而也存在一定的不足。

随着天然优质砂石骨料资源的减少，以及工业废渣和机制砂石在商品混凝土中的应用，使得砂石骨料中的黏土和石粉含量增多，该类聚醚合成的聚羧酸减水剂的减水性能波动大、保坍变差等应用问题越来越突出。目前研究的比较多的是采用不同不饱和醇和环氧乙烷反应制备不同的分子量的聚醚，例如∶中国专利CN102206335B、CN111848944A等，而对于分子结构对于聚羧酸减水剂方面的研究还少见报道。因此深入研究聚醚结构对聚羧酸减水剂的影响，开发合成新型聚醚提高聚羧酸减水剂的性能有着极其重要的意义。

国内聚羧酸减水剂合成主流原料为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯基聚氧乙烯醚，而该类聚醚合成的减水剂对砂石骨料中的粘土和石粉含量敏感，导致减水性能降低，拌制的混凝土保坍性能变差造成堵泵等发生，该问题在混凝土应用上一直存在的，用甲基烯丙醇、异戊烯醇合成单体聚醚后，再合成生产的聚羧酸减水剂都无法很好解决这一点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚醚大单体及其制备方法，该聚醚大单体含有氨基甲酸酯和磺酰脲的结构，能有效地解决现有技术中的诸多不足。

本发明提供的一种聚醚大单体的应用，用于制备聚羧酸减水剂，采用该聚醚大单体与不饱和羧酸进行自由基聚合，可在室温条件下反应，生产过程无需加热，生产能耗低，采用该聚醚合成聚羧酸减水剂可降低酸醚比，同时提升减水剂的保坍性能，实现节约资源。

本发明具体技术方案如下：

一种聚醚大单体的制备方法，包括以下步骤：

1)以含有活泼氢的不饱和醇和氧化烯烃为原料，在催化剂作用下，氮气条件下，加热下开环聚合，得到聚氧乙烯醚单体中间体；

2)将步骤1)合成的聚氧乙烯醚单体中间体和催化剂混合，氮气条件下，连续通入氧化烯烃进行反应，进料完毕后进行保温熟化和真空脱气处理，即得聚氧乙烯醚单体；

3)向步骤2)中的聚氧乙烯醚单体中加入氨基甲酸苄酯，加热下进行反应，得到甲酰胺封端的聚醚大单体；

4)向步骤3)中合成的甲酰胺封端的聚醚大单体中加入取代磺酰异氰酸酯，加热进行反应，降温后调节pH，得到聚醚大单体。

步骤1)中所述的含有活泼氢的不饱和醇与氧化烯烃的质量比为1.0∶0.1～8.0；

步骤1)中所述的含活泼氢的不饱和醇为不饱和醇，包括烯丙醇、甲基烯丙醇、异戊烯醇、乙二醇单乙烯基醚中的一种。

步骤1)所述氧化烯烃为环氧烷烃，包括环氧乙烷、环氧丙烷的一种或两种。

优选地，步骤1)中所述的含有活泼氢的不饱和醇与氧化烯烃的质量比为1.0∶0.1～5.0，